电力新技术感悟

电力新技术感悟

前言:

这学期我们班开了一堂课,电力新技术讲座,每次由不同老师来讲授不同电力领域的科技新技术,经过一学期12节课 的听课学习,我收获颇丰,感悟颇多。在此抽一些我比较感兴趣的课程来谈一下我对其的认识,还有我对电力新技术的前景和一些新技术的期望。

一、特高压电力传输

特高压这个概念对我来说并不是特别陌生,所以当老师讲解特高压电力传输技术的时候,我并非作为一个门外汉而不知所措,这一堂可也听得相对认真。 “特高压电网”,指1000千伏的交流或±800千伏的直流电网。输电电压一般分高压、超高压和特高压。国际上,高压(HV)通常指35~220kV的电压;超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压;特高压(UHV)指1000kV及以上的电压。高压直流(HVDC)通常指的是±600kV及以下的直流输电电压,±800 kV以上的电压称为特高压直流输电(UHVDC)。

特高压电力传输最大特点就是可以长距离、大容量、低损耗输送电力。 据测算,1000千伏交流特高压输电线路的输电能力超过500万千瓦,接近500千伏超高压交流输电线路的5倍。±800千伏直流特高压的输电能力达到700万千瓦,是±500千伏超高压直流线路输电能力的2.4倍。首先从资源优化配置来看,随着我国能源战略西移,大型能源基地与能源消费中心的距离越来越远,能源输送的规模也将越来越大。在传统的铁路、公路、航运、管道等运输方式的基础上,提高电网运输能力,也是缓解运输压力的一种选择。以目前已经投运的1000千伏特高压示范工程为例,目前每天可以送电200万千瓦,改造后可以达到500万千瓦,这相当于每天从山西往湖北输送原煤2.5万吨—6万吨。湖北媒体说,这相当于给湖北“送”来了一个葛洲坝电站。

再看经济效益,目前西部、北部地区电煤价格为200元/吨标准煤。将煤炭从当地装车,经过公路、铁路运输到秦皇岛港,再通过海运、公路运输到华东地区,电煤价格则增至1000多元/吨标准煤。折算后每千瓦时电仅燃料成本就达到0.3元左右。而在煤炭产区建坑口电站,燃料成本仅0.09元/千瓦时。坑口电站的电力通过特高压输送到中东部负荷中心,除去输电环节的费用后,到网电价仍低于当地煤电平均上网电价0.06—0.13元/千瓦时。

特高压电力传输虽然优点很多,但相对来说,对配置材料的要求也就会相应的苛刻。特高压对绝缘的要求非常之高,目前我国国内的水平还达不到其要求高度,故特高压线路的一些设备只能从国外,特别是德国进口,这就使得特高压电力传输线路的建设成本大大提高,需要的投入也比高压线路高出许多。在建设特高电网时,必须综合考虑建设成本和收益等方面的问题,才能使利益最大化,实现特高压传输的有效利用。

二、风力发电

近些年来,随着能源的不断消耗与对能源的需求量与日俱增,新能源的开发迫在眉睫,风能就成为了热门选择。风力发电是把风的动能转为电能。风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽,用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带,因地制宜地利用风力发电,非常适合,大有可为。

风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行;中国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。

一般说来,三级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发,风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定,一台55千瓦的风力发电机组,当风速为每秒9.5米时,机组的输出功率为55千瓦;当风速每秒8米时,功率为38千瓦;风速每秒6米时,只有16千瓦;而风速每秒5米时,仅为9.5千瓦。可见风力愈大,经济效益也愈大。

在我国,现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。我国的风力资源极为丰富,绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上,特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿,平均风速更大;有的地方,一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区,发展风力发电是很有前途的。

但是,风能存在着很多的局限性:

1、密度低。由于风能来源于空气的流动,而空气的密度是很小的,因此风力的能量密度也很小,只有水力的1/1000。

2、不稳定。由于气流瞬息万变,因此风的脉动、日变化、季变化以至年际的变化都十分明显,波动很大,极不稳定。

3、地区差异大。由于地理位置和地形的影响,风力的地区差异非常明显。即使在一个邻近的区域,有利地形下的风力,往往是不利地形下的几倍甚至十倍。

4、风能的转换效率低。

5、风能是新型能源,相应的使用设备也不是很成熟。

风能技术还有许多问题有待解决探究,具体有以下几个方面:

1、我国大型风电场风资源形成机理及评估原理研究。

2、大型风力机气动特性及动力稳定性研究,包括气动特性、湍流特性、风力机振动及动力稳定性、结构疲劳破坏对寿命的影响的研究。

3、最佳叶片形状的研究:中心问题是提高风能转化为机械转动能的效率。这里包括叶片的材料、形状、数量、旋转模式的选择等力学问题,以及相应的经济问题。

4、风速在5~20 m/s 是现有风机所能适应的风速,但能否扩展风速的适用范围,从而提高其发电功能,是一个亟待解决的问题。

5、在一定风速条件下多机间的相互干扰和最佳多机阵列的布置的研究。

三、合同能源管理

周老师给我们讲的合同能源管理公司的经营策略,我尤为感受深刻。合同能源管理是指节能服务公司与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标,节能服务公司为实现节能目标向用能单位提供必要的服务,用能单位以节能效益支付节能服务公司的投入及其合理利润的节能服务机制。其实质就是以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能业务方式。这种节能投资方式允许客户用未来的节能收益为工厂和设备升级,以降低运行成本;或者节能服务公司以承诺节能项目的节能效益、或承包整体能源费用的方式为客户提供节能服务。

合同能源管理项目最早是在上世纪6、70年代在西方发达国家,尤其是美国开始发展起来一种基于市场运作的全新的节能新机制。随着中国经济的发展,本世纪初开始在中国出现,并轰动一时。

合同能源管理项目大概是有以下几个步骤:

1、与用能单位接触

节能服务公司与用能单位进行初步接触,了解用能单位的经营现状和用能系统运行情况。向用能单位介绍本公司的基本情况、节能技术解决方案、业务运作模式及可给用能单位带来的效益等。向用能单位指出系统具有节能潜力,解释合同能源管理模式的有关问题,初步确定改造意向。

2、节能诊断

针对用户的具体情况,对各种耗能设备和环节进行能耗评价,测定企业当前能耗水平,通过对能耗水平的测定。此阶段ESCO为用户提供服务的起点,由公司的专业人员对用户的能源状况进行测算,对所提出的节能改造的措施进行评估,并将结果与客户进行沟通。

3、改造方案设计

在节能诊断的基础上,由公司向用户提供节能改造方案的设计,这种方案不同于单个设备的置换、节能产品和技术的推销,其中包括项目实施方案和改造后节能效益的分析及预测,使用户做到“心中有数”,以充分了解节能改造的效果。

4、谈判与签署

在节能诊断和改造方案设计的基础上,ESCO与客户进行节能服务合同的谈判。在通常情况下,由于ESCO为项目承担了大部分风险,因此在合同期(一般为3至10年左右)ESCO分享项目的大部分的经济效益,小部分的经济效益留给用户。待合同期满,ESCO不再和用户分享经济效益,所有经济效益全部归用户。

5、项目投资

合同签定后,进入了节能改造项目的实际实施阶段。由于接受的是合同能源管理的节能服务新机制,用户在改造项目的实施过程中,不需要任何投资,公司根据项目设计负责原材料和设备的采购,其费用由ESCO支付。

6、全过程服务

合同签署后,节能服务公司提供项目设计、项目融资、原材料和设备采购、施工安装和调试、运行保养和维护、节能量测量与验证、人员培训、节能效果保证等全过程服务。

7、培训

在完成设备安装和调试后即进入试运行阶段,ESCO还将负责培训用户的相关人员,以确保能够正确操作及保养、维护改造中所提供的先进的节能设备和系统。在合同期内,设备或系统的维修由ESCO负责,并承担有关的费用。

8、能耗基准、节能量监测

改造工程完工前后,ESCO与用户共同按照合同约定的测试、验证方案对项目能耗基准和节能量、节能率等相关指标进行实际监测,有必要时可委托第三方机构完成节能量确认。节能量作为双方效益分享的主要依据。

9、效益分享

由于对项目的全部投入(包括节能诊断、设计、原材料和设备的采购、土建、设备的安装与调试、培训和系统维护运行等)都是由ESCO提供的,因此在项目的合同期内,ESCO对整个项目拥有所有权。用户将节能效益中应由ESCO分享的部分按月或季支付给ESCO。在根据合同所规定的费用全部支付完毕以后,ESCO把项目交给用户,用户即拥有项目的所有权。

四、继电保护

继电保护在电力行业的应用已经广泛,可以说是电力新技术里的元老级技术。继电保护指的是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路、母线等)使之免遭损害,所以简称继电保护。

电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:

1、电流增大。 短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。

2、电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低。

3、电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°,三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的,一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的相位角则是180°+(60°~85°)。

4、 测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时,测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时,测量阻抗转变为线路阻抗,故障后测量阻抗显著减小,而阻抗角增大。

利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。

一般情况而言,整套继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三部分组成 :

1、测量比较部分:测量比较部分是测量通过被保护的电气元件的物理参量,并与给定的值进行比较,根据比较的结果,给出“是”“非”性质的一组逻辑信号,从而判断保护装置是否应该启动。

2、逻辑部分:逻辑部分使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围,最后确定是应该使断路器跳闸、发出信号或是否动作及是否延时等,并将对应的指令传给执行输出部分。

3、执行输出部分:执行输出部分根据逻辑传过来的指令,最后完成保护装置所承担的任务。如在故障时动作于跳闸,不正常运行时发出信号,而在正常运行时不动作等。

我们常用的保护方式有电流保护、距离保护、差动保护、纵联保护、瓦斯保护五种传统保护形式。继电保护未来的发展趋势是向计算机化、网络化、智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。

五、无线电力传输

无线电力传输不是老师所讲授的课程,但是我比较关心的,我认为有一定发展前景的一个新技术。

这项技术最早是由交流电之父尼古拉特斯拉提出并研究出一定成果的,特斯拉发明特斯拉线圈被认为是最适合进行无线电力传输的设备。特斯拉线圈被很多爱好者用来制作绚丽的人工闪电,其最重要的应用之一就是可以用来实现无线输电。但在特斯拉死后,这项技术并未得到相应的发展,据说是因为无线电力传输技术与一些资本家的利益相冲突,遭到了封杀。并且美国政府为了防止其他国家的发展超越美国,对相关的技术资料进行了秘密保存。

无线输电是可实现供电体与用电体之间的非物理接触而进行能量传输的一种模式。无线输电技术不仅在实际生产生活中应用前景巨大,利用无线输电可减少电线的使用,从而降低生产成本,增加生产过程安全性,如减少电线使用一定程度上降低火灾发生几率。

关于无线电力传输的发展情况,因为相关技术并未公开应用,所以不得而知,但有不少人士都在进行着相关方面的研究。无线电力传输的前景广阔,如果这项技术得到了发展和普遍的应用,相信人类的文明将会步入新的台阶,出现新的跨越。

结束语:

通过上电力新技术这门课,我的眼界得到了开阔,思维得到了发散,认识到了许多以前我未曾了解过的知识文化技术。通过这课,我找到了一些新的奋斗方向和奋斗目标,希望通过以后的好好学习与研究,我能在电力新技术方面得到一些更加深刻的理解和突破,为国家电力技术的发展贡献出自己的一份力量。

 

第二篇:新媒体新技术在教学中的应用感悟

新媒体新技术在数学教学中的应用感悟

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摘要:在当今教育技术现代化高度发展的环境下,随着以计算机为核心的新媒体技术的迅速发展,计算机辅助教学工具和辅助教学媒体在教学中的应用已经日趋广泛和成熟,而结合各种新媒体方式的教学是对人体视觉、听觉等多种器官产生刺激,从而有效提高教学效率的最佳方式。

教育在整个学习过程中,教师和学生、学生与其他学生们通常不在集体中而是作为个人在自学学生拥有了更多的自主权,而教师的角色将逐渐淡化,教师更多地以教育资源的形式或学习帮促者的身份出现,他们的意图、思路、观点,通过技术媒体形式得以体现。在当今教育技术现代化高度发展的环境下,随着以计算机为核心的新媒体技术的迅速发展,计算机辅助教学工具和辅助教学媒体在教学中的应用已经日趋广泛和成熟,而结合各种新媒体方式的教学是对人体视觉、听觉等多种器官产生刺激,从而有效提高教学效率的最佳方式。特别是在教学过程当中结合各种互动教学网站、计算机网络资源和计算机网络实验设备的使用,可以进一步地增加学生学习兴趣,从而达到良好的教学效果。社会发展到今天,教育新技术、新媒体的出现比任何时代都来得迅猛。可以说,信息化正成为这个时代的基本特征,信息环境的课堂取代传统的课堂已经是迟早的事情了。我校信息化的发展已经有几年的时间。从一开始的怀疑观望到试着干到今天师生须臾不可离开,其中有彷徨焦虑,有酸甜苦辣,有挫折教训,而更多的是今天收获的欣喜。可以说,信息化彻底改变了我们的面貌。 新媒体技术对信息化教育产生了深远的影响,不仅促进教学内容、方式等发生根本性变革,同时也促进信息技术教师重新自我定位,学习并驾驭新媒体技术,提升自身修养和教学效果.新媒体技术既给教师带来了发展机遇,也带来了种种困惑.

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原来我们的课堂教学形式单调,内容陈旧,知识面窄,严重影响学生的全面认识,难以激起学生的求知欲望、创造欲。教师必须精心创设教学情境,有效地调动学生主动参与教学活动,使其学习的内部动机从好奇逐步升华为兴趣、志趣、理想以及自我价值的实现。教师就教学内容设计出富有趣味性、探索性、适应性和开放性的情境性问题,并为学生提供适当的指导,通过精心设置支架,巧妙地将学习目标任务置于学生的最近发展区,。让学生产生认知困惑,引起反思,形成必要的认知冲突,从而促成对新知识意义的建构。因此,在创造性的教学中,师生双方都应成为教学的主体。在一节课的开始,教师若能善于结合实际出发,巧妙地设置悬念性问题,将学生置身于“问题解决”中去,就可以使学生产生好奇心,吸引学生,从而激发学生的学习动机,使学生积极主动参与知识的发现,这对培养学生的创新意识和创新能力有着十分重要的意义。

无论运用什么样的教学方式,思想教育应贯穿各个学科的教学之中,根据学生的心理特征,可以在学生的思维阻塞点上巧设疑难引导学生的思路,就能够起到架设思维的桥梁作用。学生在学习某种思维时就会出现思维的堵塞,在他们的脑海中就会疑云缭绕,这时就希望能够找到合理的引导,以求得茅舍顿开。这时就可以运用手段设疑引导,就能起到雪中送炭、水到渠成的作用。使用新媒体,能充分发挥学生主动探求知识,发现答案的积极性,让学生愿意去探究里面的奥妙。教学有法但无定法,在教学中要根据教学的目的、教学内容、学生的年龄特点来确定,交替使用各种各样的教学方式。

在与新媒体结合的课堂教学中,做到课堂教学跟着教师的思路走,如果对教学任务安排得不得当,势必造成学生 “开小差”,浪费宝贵的教学资源。让学生整理好自己的资料,引导学生利用剩余时间进行分组讨论,最后对学生得到的结果进行评价。在教学中还应体现教师、学生和知识的互动,教师可以利用多种媒体手段进行教学引导,如利用多媒体幻灯片投影提出问题,学生在寻找问题的答案过程中教师要特别注意形成性评价过程,引导学生利用 2

新媒体手段向着正确的方向寻找解决方法,最后利用投影展示优秀的讨论结果,进行总结性评价。与课堂教学还要强调知识的建构性,建构主义学习理论强调新知识和技能的学习应该通过适当的任务或探索从旧的知识上建构起来,而教师则起着引导者的作用。所以在课堂上让学生去搜寻的问题不能太显空泛,问题也应该随教学进度而逐步深入。

在应用中,还要摒弃唯技术论的观点,应用新技术新媒体并不等于排斥传统的教学手段。既要适时应用新技术,又要避免作秀,还要与传统的手段相对接。不管是应用什么手段,只要是应用得恰到好处都是成功的手段。同时,技术的双韧性必须很好地把握。在技术给教学带来便利和直观,调动学生情感兴趣和实践参与的同时,是否会影响到学生思维的发展,对学生的健康特别是视力的影响也不容小视,这些都要引起重视,趋利避害。

尊重学生个体差异,实施分层教学,开展积极评价。 学生显著的个体差异、教师指导质量的个体差异,在教学中必将导致学生创造能力、创造性人格的显著差异。因此,教师调控教学内容时必须在知识的深度和广度上分层次教学,尽可能地采用多样化的教学方法和学习指导策略;在教学评价上要承认学生的个体差异,对不同程度、不同性格的学生提出不同的学习要求。 由于智力发展水平及个性特征的不同,认识主体对于同一事物理解的角度和深度必然存在明显差异,由此所建构的认知结构必然是多元化的、个性化的和不尽完善的。学生的个体差异表现为认识方式与思维策略的不同,以及认知水平和学习能力的差异。作为一名教师要及时了解并尊重学生的个体差异,积极评价学生的创新思维,从而建立一种平等、信任、理解和相互尊重的和谐师生关系,营造民主的课堂教学环境,学生才会在此环境中大胆发表自己的见解,展示自己的个性特征,对于有困难的学生,教师要给予及时的关照与帮助,要鼓励他们主动参与数学活动,尝试用自己的方式去解决问题,发表自己的看法;教师要及时地肯定他们的点滴进步,对出现的错误要耐心地引导他们分析其产生的原因,并鼓励 3

他们自己去改正,从而增强学习数学的兴趣和信心。

总之,时代的前进,知识也需要不断的更新,教改也将永无止境,作为一个网络时代的教师必须在课堂教学中,要根据教学内容及要求,恰当的运用电教媒体及网络,充分发挥电教的作用,化抽象为形象,变静为动。在课堂教学过程中运用新技术、新媒体在教学领域好处颇多,在各科教学中也起到不可估量的作用。 课程改革以轰轰烈烈地在全国范围展开,如何探索一条适合学生主动发展、有利于学生创新精神、实践能力、合作品质培养的教学方式,成为在新课改中教育工作者面临的主要课题。我在教学工作中,体会到课程改革后的数学课堂应创设富有探索性、挑战性的问题,让学生通过自主探索和合作交流,不仅能更好地激发学生的学习兴趣,更重要的是培养学生的创新意识和创造能力,实施课堂教学的过程中,注重引导学生在课堂活动过程中感悟知识的发生、发展与变化,培养学生主动探索、敢于实践、善于发现的科学精神。将创新的教材、创新的教法与创新的课堂环境有机地结合起来,将学生的主动学习与创新意识的培养落到实处。

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